天文學家發現星系碰撞中黑洞撕裂恆星

莫心海


【正見網2025年06月01日】

據太空網2025年5月29日報導,天文學家對一次罕見且極其劇烈的宇宙事件進行了詳細觀測,該事件是由一顆不幸的恆星過於靠近超大質量黑洞而引發的。研究團隊希望能夠進一步揭示此類被稱為「潮汐瓦解事件」(TDE)的事件如何影響其宿主星系的演化。這些恆星體與質量數百萬甚至數十億倍於太陽的超級黑洞的巨大之間的相互作用,導致恆星被撕裂並被吞噬。這種宇宙吞噬現象產生的強光會超過TDE宿主星系中所有恆星的總光強。

這次特殊的潮汐力爆發被編號為 AT 2022wtn,發生在一個距離我們約7億光年的星系中。該星系正處於與其鄰近星系之一合併的早期階段。

 AT 2022wtn 星系場圖像。插圖顯示了相互作用的小星系(藍色十字表示)核心中發生的瞬變。潮汐尾清晰可見,這是兩個星系相互作用和合併的結果。(圖片來源:Legacy Surveys / D. Lang(周界研究所)/ INAF / F. Onori)

發生潮汐力爆發的星系名為SDSSJ232323.79+104107.7,是兩個碰撞星系中較小的一個。此次合併中混雜的另一個星系至少比SDSSJ232323.79+104107.7大十倍。天文學家認為,這個合併系統中的兩個星系已經近距離接觸。

AT 2022wtn 最初是由茲維基瞬變實驗裝置(ZTF)的天文學家發現的,他們進一步研究了從射電到紅外甚至 X 射線等波長的光,最終揭示了其潮汐瓦解事件 (TDE) 的本質。天文學家確定,參與此次潮汐瓦解事件的黑洞質量約為 100 萬個太陽,而其恆星是一顆低質量恆星。

然而,儘管AT 2022wtn清晰地展現出其是超大質量黑洞撕裂恆星的典型案例,但它也有一些與其他潮汐力瓦解事件(TDE)不同的特殊之處。

「這是一個奇特的事件。它的光變曲線的特點是亮度達到峰值時會有一個平台期,持續約30天,同時伴隨溫度的急劇下降,以及光譜序列中出現了兩條分別對應氦和氮波長的發射線,」團隊負責人、國家天體物理研究所(INAF)的弗朗西斯卡·奧諾裡(Francesca Onori)在一份聲明中說道。 「我們從未如此清晰地觀察到過這樣的現象。」

與所有潮汐瓦解事件一樣,當一顆註定毀滅的恆星的軌道使其過於靠近其宿主星系中心的超大質量黑洞時,類似發生在AT 2022wtn的潮汐力瓦解事件就會開始。

這導致黑洞巨大的引力作用在恆星內部產生巨大的潮汐力。這些力水平擠壓恆星,垂直拉伸恆星,這個過程被形像地稱為「義大利麵條化」。由此產生的一些恆星殘骸像義大利麵條繞著叉子一樣繞著毀滅性的超大質量黑洞旋轉,形成一個旋轉的扁平等離子體雲,被稱為吸積盤。

然而,並非所有來自殘骸恆星的物質都會落到黑洞周圍,最終進入黑洞的吞噬之口。大量的恆星物質會以強大的高速流出物或噴流的形式噴出。

就 AT 2022wtn 而言,這些外流在潮汐力瓦解事件中產生了短暫而明亮的射電輻射,並導致事件周圍發光元素的速度發生劇烈變化。

這也表明這顆恆星是此次潮汐力推移事件的產物,並且除了形成吸積盤外,宇宙吞噬事件還形成了一個由噴出氣體組成的不斷膨脹的球形「氣泡」。

該研究成果於5月23日發表在《皇家天文學會月刊》上。

資料來源:

https://www.space.com/astronomy/astronomers-discover-black-hole-ripping-a-star-apart-inside-a-galactic-collision-it-is-a-peculiar-event

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